用表面二次谐波检测L—B单分子膜层的聚合

本文首次报道用光学二次谐波实验检测L-B膜分子单层的聚合.膜层的非线性极化率的改变可用原子基团和价键理论解释.实验结果还提示,紧邻于表面的那层单体分子层的聚合先于其它原分子层.     

组装L-B膜光学二次谐波的实验研究

一种分子形成的多层L-B膜由于相邻层的分子取向相反而使非线性极化抵消,总的X~(2)=0.本文用光学二次谐波方法确定了带有不同极性基团的L-B单分子层的有效非线性系数的大小和符号,对有效非线性系数符号相反的两种单分子层交替组装,使相邻单分子层的非线性极化相互叠加,得到了具有较大二阶非线性系数的组装L-B膜.     

L-B膜近况简介

近年来薄膜科学与技术的发展十分迅速,科学家对不同组分和厚度的薄膜制备方法及其特性都十分关心.使水面上的单层有机分子膜一层一层地淀积到固体衬底上去,就形成了 L-B 膜.这方法是1917年到1935年间由朗谬尔(Langmuir,1881—1957)和布洛婕(Blodgett,1898—1979)开创的.它在分子电子学、微电子学、集成光学等学科以及精细光刻等技术上都有潜在的重要应用.有人称它是分子束外延(MBE)在有机领域中的姐妹技术,并预计会变得更为简便有用.     

L—B技术及其近期应用

本文简要回顾了自1962年H.Kuhn首次在L-B膜中引入有光活性功能的分子以来,L-B技术的进展。介绍了L-B膜的制备及其结构和性能,并由目前L-B技术的现状窥测了它在物理上的应用前景。     

Langmuir单分子膜的动态稳定性:

应用KSV LB－5000型Langmuir膜天平的VISCOS模式,对硬脂酸和19,21－二炔二十二碳酸（DDA）单分子膜在有无亚相离子、不同目标膜坟、不同膜障振动频率和不同温度下的动态稳定性作了研究。实验表明,单分子膜的目标膜压越低,膜障交变振动的频率越低,单分子膜越稳定,亚相中加有金属正离子对单分子膜的动态稳定性也有利。     

仿生色素薄膜的荧光光谱研究

本文利用柱层析法从天然产物中提取分离了叶绿素a(Chl-a)和胡罗h素C(Car),并按Langmuir-Blodgett单分子膜技术制备了Chl-a单分子膜、Chl-a与Car的混合单分子膜。实验中还引入了硬脂酸起辅助支撑作用,选用的硬脂酸与Chl-a的摩尔比为10:1。挂膜载片为经过疏水处理的玻璃片。为制作模仿天然光合膜集光天线系统的功能,我们以Car为给体Chl-a为受体,Caf与Chl-a的摩尔比为5:1、50:1和125:1;这里选用的比例远大于集光天线的色素比例。用荧光光谱的测量发现,L-B膜内的色素分子有特殊的集聚态,这种状态有助于实现高效的激子转移。作者指出,由于二维的L-B膜上会发生Frster型和激子型两种能量转移的协同作用,所以在Car与Chl-a的摩尔比125:1时Chl-a的荧光无相应衰减。Chl-a单分子膜的荧光带为677nm和766nm。吸附在层析纸上Chl-a的荧光,仅长波带有明显位移。     

表面等离子激元波的光学二次谐波效应及应用 Ⅱ.表面吸附分子的非线性效应的研究

在表面等离子激元波(SPW)激发条件下,研究了吸附L-B单分子膜层的银表面反射二次谐波(SHG)的增强效应,理论分析与实验结果一致,并估算出吸附的单个花生酸分子的非线性系数为0.32E-29esu。     

盐LB单分子层膜的非线性光学性质

合成了一种能够形成单分子层膜,又具有很大分子二阶非线性极化率的有机分子材料——菧盐。对菧盐单分子层膜进行了光学二次谐波信号的测量,得到其分子二阶非线性极化率=1.2×10~(-27)esu。但它很难构成稳定的多层膜结构。本文首次报道菧盐/花生酸混合Langmuir-Blodgett(简计L-B)膜的制备及其非线性光学性能研究,混合膜就一般分子材料不能既具有较大的二阶非线性极化率,又能形成稳定的多层膜结构这一难题的可行性进行了探索。实验证明,混合膜是制备高倍频系数的稳定多层膜的可行措施之一。     

纳米摩擦中极性有机分子超薄膜的结构、对称性及能量机理

采用分子动力学方法, 模拟了由脂肪酸C_nH_2n+1COOH和C₁₇H₃₅COOH (n=12,13,14,15,16,17) 按1:1比例组成的7种混合单层Langmuir-Blodgett (LB)膜和由C₁₆H₃₃COOH 分子组成的单层膜的摩擦性质. 结果显示: 1) 随着混合单层膜内的不同分子链长差的减小, 其剪切压随之减小, 摩擦力主要来自单层膜间的库伦作用; 2) 混合膜内的两种不同分子的尾基排列对其摩擦性能影响较大, 当混合LB膜中所有分子尾基全同排列时剪切压较小. 当分子链长差为1 个C-C键长时, 分子尾基排列对膜的摩擦性质影响较大. 3) 同种分子尾基全同排列组成的单层膜, 当上下两单层膜的尾基呈镜面对称时, 其剪切压随着分子链长的增加而减小, 摩擦力主要来自膜间的库伦作用; 当上下两单层膜的尾基呈中心对称时, 膜间摩擦力主要来自膜间的范德华 (VDW) 作用. 关键词： 分子动力学模拟 纳米摩擦 薄膜 库伦能     

硬脂酸单分子膜上电沉积Ag膜的研究

通过电沉积方法 ,以气 /液界面上形成的硬脂酸单分子膜为模板诱导沉积金属银膜 .考察了镀液 pH值、单分子膜表面压及沉积电位对银膜形貌及结构的影响 .实验发现 ,酸性镀液的气 /液界面上形成的单分子膜不能诱导沉积银 ,而在中性和碱性镀液的气 /液界面上可以诱导银膜的生长 .当单分子膜处于液态或固态时 ,气 /液界面有银膜形成 ;液态单分子膜上的银膜生长速度较快 ,且银膜的结构一致 .随着电极电位的升高 ,银膜沉积的速度加快 ,呈环状向外生长的圆形银膜逐渐变得不规则 .将不同实验条件下的银膜转移出来 ,采用扫描电镜 (SEM )、透射电镜 (TEM )对银膜的结构与形貌进行了表征 .研究表明 ,银首先在单分子膜上异相成核 ,由八面体构型逐渐发展成星型 ,最终在气 /液界面形成具有松枝状微观结构的光亮银膜 .     

Cu(100)表面CO分子单层膜的原子结构

利用第一性原理研究了覆盖度分别为1.00, 0.50和0.25 ML时CO分子单层膜在Cu(100)表面的吸附系统. 计算表明CO分子对不稳定. 获得了CO分子单层膜在虚拟Cu(100)表面的原子结构, 以及CO分子单层膜在Cu(100)表面吸附系统的原子结构. 当CO分子单层膜在Cu(100)表面的三个吸附位吸附, 覆盖度为1.00 ML时, 顶位和桥位都稳定, 而空心位不稳定; 覆盖度为0.50和0.25 ML时, 三个吸附位都稳定.比较吸附前后CO分子单层膜的原子结构, 可知CO分子和Cu(100)表面的相互作用强于CO分子单层膜之间的相互作用. 关键词： CO分子单层膜 自组装 CASTEP Cu(100)     

垂悬液滴用于表面单分子膜研究的理论计算

建立了用于表面单分子膜研究的垂悬液滴球体模型,所此模型,计算了表面活性剂荧光分子的偶极矩强度分布,分子密度分布以及荧光强强度分布。计算结果和罗丹明Ｂ表面活性剂分子的实验图像作了分析比较。     

有机单分子层膜的介电常数理论研究

采用取向序参数计算了考虑分子固有偶极矩负电荷中心与分子卯定端不一致以及在一定区域内电偶极子不能视为点偶极子情况下,基底表面上有机单层膜的介电常数.计算结果表明单层膜的介电常数大小依赖于其基底物质的介电常数和分子负电荷中心离基底的距离.     

有机单分子层膜的介电常数理论研究

采用取向序参数计算了考虑分子固有偶极矩负电荷中心与分子卯定端不一致以及在一定区域内电偶极子不能视为点偶极子情况下，基底表面上有机单层膜的介电常数。计算结果表明单层膜的介电常数大小依赖于其基底物质的介电常数和分子负电荷中心离基底的距离。     

十八胺单分子膜的研究

通过测定在纯水和CdCl2 溶液亚相上十八胺单分子膜的平衡、循环π～A等温线及其动态弹性 ,发现在亚相中加入Cd2 + 可以使膜的液态相凝聚性增强 ,固态相凝聚性减弱 .液态的单分子膜在两种亚相上有较好的可回复性 ,而在固态膜中则不然 .这可归因于在水面上十八胺分子间可形成氢键 ,而在CdCl2 水溶液亚相上的十八胺则与Cd2 + 发生配位 ,形成了多配位络合物 ,两种情况下十八胺分子在高膜压区都会发生稳定的聚集 .静、动态弹性的比较表明 ,膜障的振动不利于十八胺分子与Cd2 + 间的配位作用     

卵黄鞘磷脂与DOPC相互作用的单层膜

通过分析单层膜在固定表面压力下的过量分子面积和固定分子面积时的过量表面压力研究了卵黄鞘磷脂和1,2-二油酸基磷脂酰胆碱在单层膜中的混合性行为,通过分析过量吉布斯能量、过量亥姆霍兹能量和弹性系数评估了混合脂单层膜稳定性和压缩性. 热力学分析表明,相对于两组分理想混合时过量分子面积和过量表面压力呈现出正偏差,表明分子间的相互作用力为排斥力. 能量极值点出现在卵黄鞘磷脂含量为0.6处,表明该比例下单层膜结构状态不稳定. 排斥力诱导了单层膜中产生相分离.     

季铵盐型双子表面活性剂在空气-水界面的单分子膜

利用Langmuir膜天平测定不对称双子表面活性剂12-2-16和对称双子表面活性剂12-2-12在空气-水界面上形成单分子膜的表面压,通过单分子膜的π-A等温线、微分等温线和静态弹性,分析其相转变和成膜特性.结果表明,与传统阳离子表面活性剂DTAB比较,12-2-16、12-2-12比DTAB单分子膜的分子极限面积大,崩溃压高,并有较高的静态弹性,因而具有较高的凝聚性和稳定性,其中12-2-16单分子膜的凝聚性和稳定性最高.     

花生酸与铈β-二酮络合物混合单分子膜的成膜特性

将铈 β 二酮络合物 (Ce(tmhd) 4)的氯仿溶液与花生酸 (AA)的氯仿溶液以不同摩尔比混合并铺展在纯水亚相上 ,得到其与AA的混合单分子膜 .对混合单分子膜的成膜特性 (π A等温线和体系超额自由能 )进行了探讨 ,发现混合单分子膜的超额自由能为负值 ,混合过程为热力学自发过程 ,且在配比为 1∶2时其绝对值最大 ,体系最稳定 ,并进一步讨论了混合单分子膜可能的凝聚态结构 .在配比为 1∶2时 ,研究了混合单分子膜的静态弹性和动态弹性     

花生酸与柿β—二酮络合物混合单分子膜的成膜特性

将β-二酮络合物(Ce(tmhd)4)的氯仿溶液与花生酸(AA)的氯仿溶液以不同摩尔比混合并铺展在纯水亚相上，得到其与AA的混合单分子膜．对混合单分子膜的成膜特性(π-A等温线和体系超额自由能)进行了探讨，发现混合单分子膜的超额自由能为负值，混合过程为热力学自发过程，且在配比为1：2时其绝对值最大，体系最稳定，并进一步讨论了混合单分子膜可能的凝聚态结构．在配比为1：2时，研究了混合单分子膜的静态弹性和动态弹性。     

CdS纳米粒子的自组装单分子膜制备研究

利用疏基乙酸与草酸的混合自组装单分子膜成功制备了粒径分布均匀的CdS纳米粒子，并用SEM，XRD，XPS，PL对样品进行了表征。SEM表明形成在自组装单分子膜表面上的CdS纳米粒子的平均粒径约为45nm。XPS表明在自组装单分子膜表面形成了CdS纳米粒子。PL谱表明CdS纳米粒子在675nm有一峰值波长，我们认为这一发光是由表面缺陷造成的。